2010年电机学期末考试A_答案_(DEMO)

其阻抗基值
所以
* Rk
Zk

Z k 0.0216 Z 1N
Rk 12.55 0.0121 Z1N 1036.87 Xk 18.58 0.0179 Z1N 1036.87
p
Fe
* Xk
(2) 空载时铁耗
P 0 245 W
;
铜耗
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pcu 0
PkN (
满载铜耗 (3) 额定负载电流时
1. 变压器为了得到正弦形的感应电动势，当铁芯饱和和不饱和时，空载电流各 呈什么波形，为什么？ 答：铁心不饱和时，空载电流、电动势和主磁通均成正比，若想得到正弦波电动 势，空载电流应为正弦波；铁心饱和时，空载电流与主磁通成非线性关系（见磁 化曲线） ，电动势和主磁通成正比关系，若想得到正弦波电动势，空载电流应为 尖顶波。 2. 一个整距线圈的两个边，在空间上相距的电角度是多少?如果电机有 p 对极， 那么它们在空间上相距的机械角度是多少? 答：整距线圈两个边在空间上相距的电角度为 180 ；电机为 p 对极时，在空间上
4．当降低感应电动机的定子电压时，感应电动机的最大转矩（减小） ，产生最大 转矩的临界转差率 （不变） 。 当增加转子回路电阻时， 感应电动机的最大转矩 （不 变） ，产生最大转矩的临界转差率（增大） 。 （增大、减小、不变）
5．有一台三相交流电机，定子有 36 个槽，极数为 4，节距为 7。则每极每相槽 数 q 为（3） ，槽距角为（20°） ，极距τ为（9） ，短距因数 k p 为(0.9397)，分布 因数 k d 为（0.9598） ，绕组因数 k w 为（0.9019） 6．一台 p 对磁极的直流发电机采用单迭绕组，其电枢电阻为 ra ,电枢电流为 I a , 可知此单迭绕组有( 2 p )条并联支路，其每条支路电阻为( 2 pra )；若为单波绕组其 每条支路电阻为( 2 p 2 ra )，电枢电阻为( p 2 ra )。
7. 同步发电机在过励时从电网吸收(超前)无功功率，产生(直轴去磁)电枢反应； 同步电动机在过励时向电网输出(滞后) 无功功率，产生(直轴增磁)电枢反应。 8. 一台变压器，原设计的频率为 50Hz，现将它接到 60Hz 的电网上运行，额定 电压不变，励磁电流将(减小)，铁耗将(减小)。
以下各题在答题纸上作答，并在每张答题纸上写上：班级、姓名、学号 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 二. 简答题。 【每小题 5 分，共 25 分。 】
华侨大学
电机学期末考试试卷 A
考试日期： 年 月 日
院（系） 题目 得分 一
班级 二 三
学号 四
姓名 五 六
成绩 七
一.
填空题。 【每空一分，共 30 分，将答案直接填在题中括号中 】 ．．．．．．．．．．．．
1. 一台 3 相感应电动机，通电频率为 50 Hz，额定转速是 730 r/min，该电机的同 步转速是（750）r/min，极数是（8） ，额定时的转差率是（0.027） 。 2．三相异步电动机转速为 n ，定子旋转磁场的转速为 n1 ，当 n n1 是（电动机） 运行状态；当 n n1 是（发电机）运行状态；当 n 与 n1 反向时是（电磁制动）运 行状态。 3．凸极同步电机的转子绕组为（集中） （分布、集中）绕组，其转子磁动势的空 间分布波形为（矩形） （正弦、阶梯、矩形）波，隐极同步电机的转子绕组为（分 布）绕组，其转子磁动势的空间分布波形为（阶梯）波。
P1 3U 1 cos 1
3. 有一台 PN 25000kW ，U N 10.5kV ， Y 联接， cos 0.8 （滞后）的汽轮发
与I 电机， X s* 2.13 ，电枢电阻略去不计。试求额定负载下励磁电动势 E0 及 E 0
的夹角 。 解
* E0 (U * cos ) 2 (U * sin I * X s* ) 2 0.8 2 (0.6 1 2.13) 2 2.845
P 2 100% 98.11%
P1
2. 一台异步电动机，额定电压 380 伏，定子三角形接法，频率 50 Hz ，额定功率
7.5kW ，额定转速 960r / min ，额定负载时 cos 1 0.824 ，定子铜耗 474W ，铁
耗 231W ，机械损耗 45W ，附加损耗 37.5W ，试计算额定负载时， （1）转差率； (2)转子电流的频率； （3）转子铜耗； （4）效率； （5）定子电流。 解： （1）
故
* E0 E0
10.5 3
2.845
10.5 3
kV 17.25kV
tan
IX U sin N 1 0.554 1 sin 36.87 1.4425 U cos N cos 36.87
cos U cos 0 .8 0.281 * 2.845 E0
此时副方电压 所以
U 2 U 2 N (1 1.87%) 471.02V P 2 U 2 I 2 NCos 2 471 104.167 0.9 44158.64 w
P 1 P 2 p0 P kN 44158.64 245 605.2 45008.64W
180 相距的机械角度为 p 。
3. 感应电动机运行时，定子转子电流的频率是多少？由定子电流产生的旋转磁 动势以什么速度切割定子和转子？由转子电流产生的旋转磁动势基波以什么速 度切割定子和转子？两个基波磁动势的相对运动速度多大？ 答 定子电流的频率为 f 1 ，转子电流的频率为 f 2 sf 1 ，定子磁动势以 n1 速度切 割定子， 以 （ n1 n ） 速度即 sn1 速度切割转子； 转子磁动势也以 n1 速度切割定子， 以 sn1 速度切割转子。定、转子基波磁动势同步旋转，相对静止。 4. 直流发电机的励磁方式有哪几种？ 答：他励；自励（包括并励，串励和复励） 5. 将三相绕线式异步动机定子绕组接到三相电源上，转子三相绕组开路，试问 这台电动机能否转动？为什么？ 答：将三相绕线式异步动机定子绕组接到三相电源上，转子三相绕组开路，这台 电动机不能转动。因为转子三相绕组开路，转子电流为零，电磁转矩为零，电动 机没有起动转矩，所以不能起动。 三．计算题。 【每小题 15 分，共 45 分。 】 1. 一台单相变压器 50kVA、7200/480V、60Hz。其空载和短路实验数据如下
I 1N
SN 6.944 A U 1N
I 2N
SN 104.167 A U 2N Zk U k 157 22.42 7 Ik Pk 615 2 12.55 I k2 7
(1) 短路参数
Rk
X k Z k2 Rk2 22.42 2 12.552 18.58 Z 1N U 1N 7200 1036.87 I 1N 6.944
pCu 2
（4）
s P 315.94W 1 s
P1 P pCu 2 pCu1 p Fe
7582.5 315.94 474 231 8603.44W

I1
（5）
P2 7500 100% 100% 87.17% P1 8603.44 8603.44 3 380 0.824 15.86 A
I1 N 2 6.944 2 ) Pk ( ) 615 605.2W Ik 7 ; 铁耗 I 2 I 2 N 104.167 A
pFe 245W
根据电压变化率近似公式
* * u ( Rk cos 2 X k sin 2 ) 100%
得
u (0.0121 0.9 0.0179 1 0.81) 100% 1.87%
因 得
73.67
n1 60 f 1 60 50 1000r / min P 3
s
（2） （3）
n1 n 1000 960 0.04 n1 1000 f 2 sf 1 0.04 50 2 Hz P P2 P p ad 7500 37.5 45 7582.5W
实验名称 电压（V） 电流（A） 功率（W） 电源加在 空载 480 5.2 245 低压边 短路 157 7 615 高压边 试求： （1）短路参数及其标么值； （2）空载和满载时的铜耗和铁耗； （3）额定负载电流、功率因数 cos 2 0.9 滞后时的电压变化率、副边电压及效 率。 （注：电压变化率按近似公式计算） 解：